2. Latar Belakang
Dalam industri kimia koefisien difusi berperan dalam perhitungan
waktu proses, yang selanjutnya digunakan dalam perancangan
kapasitas alat. Dengan mengetahui difusivitas (koefisien difusi)
suatu zat, maka akan dapat mengetahui kemampuan penyebaran
massa zat tersebut ke dalam fase yang lain.
Tujuan percobaan
Menentukan koefisien difusivitas integral (DAB) yang merupakan
perbandingan luas dengan waktu dalam satuan cm2/detik dari
larutan asam oksalat, pada konsentrasi asam oksalat yang berbeda.
3. Tinjauan Pustaka
Difusi adalah bentuk transfer massa yang terjadi karena adanya
gaya dorong (driving force) berupa perbedaan konsentrasi, yang
timbul karena gesekan- gesekan molekul atau elemen fluida.
Difusivitas adalah suatu faktor perbandingan yaitu difusivitas
massa atau komponen yang mendifusi melalui komponen
pendifusi.
Dinamika sistem sangat berpengaruh terhadap kecepatan transfer
massa,yang dapat digolongkan menjadi dua macam yaitu :
1. Difusi molekuler
2. Difusi Olakan
(Hardjono, 1989)
4. Zat yang terlarut akan mendifusi dari larutan yang konsentrasinya
tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah. Kecenderungan suatu zat
untuk mendifusi dinyatakan dengan koefisien difusi.
Difusivitas cairan tergantung dari sifat- sifat komponen, temperatur
serta konsentrasi dari cairan tersebut. Tapi dalam pelaksanaan
percobaan ini faktor temperatur diabaikan, karena perbedaan
temperatur yang kecil sehingga menyebabkan perbedaan densitas yang
kecil.
Dalam Hukum Ficks dijumpai koefisien difusivitas dalam persamaan :
Dengan :
JAX = Flux molar A dalam arah X, gmol/ cm2 detik
DAB = Difusivitas massa A melalui B, cm2/detik
dCA/dX = Gradien konsentrasi, gmol/ cm2
dX
dC
DJ A
ABAX
5. Alat :
1. Alat suntik
2. Buret
3. Erlenmeyer
4. Corong
5. Stopwatch
6. Penggaris
7. Termometer
8. Piknometer
9. Statif
10. Timbangan digital
Bahan :
1. Air dalam bak difusi
2. Larutan asam oksalat
(H2C2O4)
3. Aquadest
4. Larutan NaOH
5. Larutan asam standar
6. Indikator PP
6. Keterangan:
1. Bak penampung air 5. Bak difusi
2. Kran 6. Outlet
3. Bak penampung air
4. Pipa kapiler
11
31
43
2
2
65
7. 1. Menentukan volume pipa kapiler.
2. Mengukur tinggi masing- masing pipa kapiler
dari ujung atas hingga dasar pipa kapiler.
3. Standarisasi larutan NaOH.
4. Standarisasi asam oksalat.
5. Percobaan Difusi.
8. 1. Menghitung volume pipa kapiler
2. Menentukan normalitas NaOH
3. Menentukan normalitas asam oksalat sebelum dan
sesudah difusi
4. Menentukan persentase asam oksalat
dimana :
E = % sisa asam oksalat
N = Normalitas asam oksalat setelah difusi
N0 = Normalitas asam oksalat sebelum difusi
100%
N
N
E
0
9. 5. Menentukan difusivitas
dapat ditentukan dengan rumus :
Dijabarkan menjadi :
Dengan :
E = perbandingan asam oksalat sisa
t = waktu
L = panjang pipa kapiler
DAB = koefisien difusivitas
2
AB
L
.t.D
200-100E
)D.200log(2
L
t
logE)-2log(100 AB2
10. 6. Menentukan Persentase kesalahan ( % ) dengan
rumus:
%100%
hitung
datahitung
y
yy
kesalahan
16. No
Volume NaOH
(ml) sesudah
difusi
Volum Asam
Oksalat
(ml)
Normalitas Asam
Oksalat setelah
difusi
1 2.45 10 0.0218785
2 2.3 10 0.020539
3 2.2 10 0.019646
4 2.2 10 0.019646
5 2.1 10 0.018753
17. 1. Harga normalitas dan harga koefisien difusivitas asam oksalat X1
Harga normalitas asam oksalat X1 sebelum dan setelah difusi dan harga
koefisien difusivitas asam oksalat X1 dapat diperoleh berdasarkan tabel 4.1.
Maka diperoleh:
Tabel 7. Hubungan Normalitas asam oksalat X1 sebelum dan
setelah difusi dengan % sisa asam oksalat
No
Waktu
(menit)
Normalitas asam oksalat
(N)
Persentase
sisa asam
oksalat
(E%)
Sebelum
difusi
Sesudah
difusi
1
2
3
4
5
5
10
15
20
25
0.119215
0.119215
0.119215
0.119215
0.119215
0.028576
0.02679
0.025897
0.025004
0.023296
23.97
22.47
21.72
20.973
19.54
18. Dan dapat dibuat grafik seperti gambar 1
Hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) pada
gambar menghasilkan persamaan dengan metode least square Y
= 0.05998x+3.841. Dari persamaan yang diperoleh dapat
diketahui persen kesalahan sebesar 0.077604%, , dan DAB
sebesar 0.0552458 cm2/menit.
y = 0.05998x+3.841
R² = 0.964
-1.60000
-1.40000
-1.20000
-1.00000
-0.80000
-0.60000
-0.40000
-0.20000
0.00000
3.83000 3.84000 3.85000 3.86000 3.87000
2log(100-E)
log (t/L²)
y data
y hitung
19. 2. Harga normalitas dan harga koefisien difusivitas asam oksalat
X2
Harga normalitas asam oksalat X2 sebelum dan setelah difusi dan
harga koefisien difusivitas asam oksalat X2 dapat diperoleh
berdasarkan data Tabel 4.2.
Maka diperoleh:
Tabel 8. Hubungan Normalitas asam oksalat X2 sebelum dan
setelah difusi dengan persentase sisa asam oksalat
No
Waktu
(menit)
Normalitas asam oksalat
(N)
Persentase
sisa asam
oksalat
(E%)
Sebelum
difusi
Sesudah difusi
1
2
3
4
5
5
10
15
20
25
0.127699
0.127699
0.127699
0.127699
0.127699
0.0218785
0.020539
0.019646
0.019646
0.018753
17.13
16.08
15.38
15.38
14.68
20. Dan dapat dibuat grafik seperti gambar 2.
Hubungan antara Log (t/L2) dengan 2 Log (100-E) pada gambar 4,
menghasilkan persamaan dengan metode least square Y = 0.03134x+3.8796.
Dari persamaan yang diperoleh dapat diketahui persen kesalahan sebesar
0.197073322%, dan DAB sebesar 0.06034 cm2/menit.
y = 0.03134x +3,8796
R² = 0.964
-1.60000
-1.40000
-1.20000
-1.00000
-0.80000
-0.60000
-0.40000
-0.20000
0.00000
3.83500 3.84000 3.84500 3.85000 3.85500 3.86000 3.86500
2log(100-E)
log (t/L²)
y data
y hitung
21. Larutan asam oksalat X1 diperoleh harga koefisien difusivitas
sebesar 0.0552458 cm2/menit dengan metode Least Square : Y
= 0.05998842x+3.841289 dengan persen kesalahan rata – rata
sebesar 0.076043 %.
Larutan asam oksalat X2 diperoleh harga koefisien difusivitas
sebesar 0.06034Cm2/menit dengan metode Least Square : Y =
0.031349885x+3.879648dengan persen kesalahan rata – rata
sebesar 0.197073222%.
Persamaan yang didapat merupakan fungsi linier dari 2 Log
(100 – E) dengan Log (t/L2) yang menunjukkan semakin lama
waktu operasi difusi maka akan semakin banyak asam oksalat
yang terdifusi ke dalam air.
Pada percobaan kami semakin kecil normalitas suatu larutan
atau senyawa
maka koefisien difusivitasnya semakin kecil.
